KR102186833B1 - 공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에너지 저장 시스템 내부의 공기를 순환시켜 항온 및 항습 기능을 제공하고, 화재가 발생시에는 공기의 순환을 차단시킴과 동시에 소화약제가 분사되어 신속하게 화재를 진압할 수 있도록 할 수 있는 공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 복수개의 배터리팩(BP)을 상하로 다단 설치한 배터리랙(BL)이 다수개 수용되는 쉘터(10), 상기 쉘터(10) 내부에 냉기 또는 온기를 공급하여 일정한 온도 및 습도를 유지하도록 설치된 공기조화기(20), 상기 배터리랙(BL) 각각의 하부와 상부에 설치되어, 상기 공기조화기(20)에서 공급된 냉기 또는 온기가 이동하여 상기 배터리랙(BL) 각각을 거치고 난 이후 외부에 배출되도록 형성된 공기이동안내부(30), 상기 공기이동안내부(30)의 상측 내부에 복수개가 설치되어 화재를 감지 시 화재가 발생한 해당 배터리랙(BL)에 소화약제를 분사하도록 형성된 소화기(40), 상기 소화기(40)에 인접하도록 상기 공기이동안내부(30)에 설치되어, 상기 배터리랙(BL)에서 발생된 화재를 감지 시 해당 배터리랙(BL)의 공기가 상기 공기이동안내부(30)에 이동하는 것을 차단하도록 형성된 공기이동차단기(50)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템{Energy storage system having air conditioning and extingushing}
본 발명은 에너지 저장 시스템 내부의 공기를 순환시켜 항온 및 항습 기능을 제공하고, 화재가 발생시에는 공기의 순환을 차단시킴과 동시에 소화약제가 분사되어 신속하게 화재를 진압할 수 있도록 할 수 있는 공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 화력, 풍력, 태양광 발전 등으로 만들어진 잉여전력을 모아 보관했다가 적시에 필요한 곳에 공급함으로써, 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 저장 및 관리 시스템이며, 날씨 등의 영향을 크게 받는 신재생에너지를 안정적으로 공급받기 위해 필수적인 미래 유망 사업으로 꼽힌다.
에너지 저장 시스템은 저장 방법에 따라 리튬전지(LiB), 레독스 플로 전지(Redox Flow Battery), 나트륨 유황 전지(NaS), 슈퍼 커패시터(Super Capacitor) 등 이차전지를 이용하는 배터리 방식과, 압축 공기 저장(CAES: Compressed Air Energy Storage), 플라이휠(flywheel) 등을 이용하는 비배터리 방식으로 구분된다.
여기서 배터리 방식의 에너지 저장 시스템은 배터리, 배터리 운용 시스템(BMS, Battery Monitoring System), 전력 변환 시스템(PCS, Power Conditioning System), 에너지 관리 시스템(EMS, Energy Management System)를 포함하여 구성되는데, 이들 시스템들은 운용 과정에서 발생하는 외부 온도변화, 과전류, 과열, 절연열화 등의 원인으로 항시 화재의 발생 위험이 존재한다.
이에 따라 에너지 저장 시스템이 설치된 내부에는 방재 설비를 구비하고 있으나, 효율적인 화재의 진압이 어려운 경우가 대부분이며, 이로 인해 배터리의 폭발로 인한 추각적인 위험이 발생하는 경우가 빈번하였다.
한편 에너지 저장 시스템은 외부 온도에 따른 영향을 최소화할 수 있도록 하기 위해서 냉방 및 난방 설비가 각각 설치된다.
그러나 이러한 냉,난방 설비는 배터리 온도 및 외부 온도의 변화에 따라 동시에 계속해서 작동하는 경우가 대부분이다. 이로 인해 저장해둔 전력을 에너지 저장 시스템의 냉,난방에 주로 사용할 수 밖에 없는 실정이며, 결국 이는 에너지 저장 및 관리 효율을 저하시키게 되는 문제가 되었다.
또한 냉,난방 설비가 계속해서 냉기와 온기를 공급하고는 있으나, 다수의 배터리 팩이 설치된 쉘터 내부의 공기가 순환되지 못한 채 외부로 배출되는 경우가 대부분이어서, 실제 에너지 저장 시스템의 냉,난방 효율은 크게 저하될 수 밖에 없는 문제가 있었다.
이에 종래 한국등록특허공보 제1918022호에는, ESS하우징의 일측에 착탈식공조장치를 설치하여 ESS하우징에 수용된 배터리 팩 각각에 개별적으로 냉기 또는 온기를 공급하도록 하였으며, 이러한 착탈식공조장치 내에는 배터리팩에서 발생하는 화재를 감지하여 ESS하우징에 수용된 각 배터리팩에 소화에어로졸을 공급하는 소화설비를 구비한 공조 및 소화 기능을 포함하는 ESS시스템 기술이 제안되었다.
그러나 종래의 ESS시스템은 착탈식공조장치의 외부에 설치된 냉난방설비가 착탈식공조장치의 하부에 냉기 또는 온기를 공급하여 각기 다른 높이에 설치된 배터리팩 각각에 전달되도록 이루어진 것임에 따라, 배터리팩의 온도가 상승하여 냉기를 공급하게 되면 하부에 위치한 배터리팩은 신속하게 냉각되는 반면 상부에 위치한 배터리팩은 냉각 속도가 현저히 더딜 수 밖에 없는 문제가 있었다.
또한 화재발생시 각 배터리팩에 소화에어로졸을 공급하는 소화설비는 착탈식공조장치의 상부에 설치되어 냉난방설비에 의해 제공되는 냉기 또는 온기와 함께 각 배터리팩에 공급되도록 이루어진 것임에 따라, 각각의 배터리팩에 정확히 소화에어로졸이 공급되지 못하는 경우가 발생하게 됨은 물론이고, 어느 특정 배터리팩에서 발생한 화재를 신속하게 진압하기 어려운 문제가 있었다.
한국등록특허공보 제1918022호(2018.11.07 등록, 공조 및 소화 기능을 포함하는 ESS시스템)
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 공기조화기를 이용해 에너지 저장 시스템 내부의 온도 및 습도를 일정하게 유지할 수 있고, 화재 발생시에는 공기조화기에서 공급되는 냉기 또는 온기가 발화 지점으로 공급되는 것을 차단할 수 있으며, 이와 동시에 화재가 발생한 배터리랙에 소화약제를 분사함으로써 신속하게 화재를 진압할 수 있는 공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 것으로, 복수개의 배터리팩(BP)을 상하로 다단 설치한 배터리랙(BL)이 다수개 수용되는 쉘터(10), 상기 쉘터(10) 내부에 냉기 또는 온기를 공급하여 일정한 온도 및 습도를 유지하도록 설치된 공기조화기(20), 상기 배터리랙(BL) 각각의 하부와 상부에 설치되어, 상기 공기조화기(20)에서 공급된 냉기 또는 온기가 이동하여 상기 배터리랙(BL) 각각을 거치고 난 이후 외부에 배출되도록 형성된 공기이동안내부(30), 상기 공기이동안내부(30)의 상측 내부에 복수개가 설치되어 화재를 감지 시 화재가 발생한 해당 배터리랙(BL)에 소화약제를 분사하도록 형성된 소화기(40), 상기 소화기(40)에 인접하도록 상기 공기이동안내부(30)에 설치되어, 상기 배터리랙(BL)에서 발생된 화재를 감지 시 해당 배터리랙(BL)의 공기가 상기 공기이동안내부(30)에 이동하는 것을 차단하도록 형성된 공기이동차단기(50)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 공기이동안내부(30)는, 다수개의 상기 배터리랙(BL)을 받쳐 지지하도록 설치되고, 일측은 상기 공기조화기(20)의 급기구(21)에 연결되게 설치되며, 상부에는 상기 공기조화기(20)에서 생성된 냉기 또는 온기가 상기 배터리랙(BL) 각각의 하부에 공급되도록 상기 배터리랙(BL) 각각의 위치에 급기홀(31a)을 형성시킨 급기덕트(31)와, 상기 배터리랙(BL) 각각의 상부에 설치되어 상기 배터리랙(BL)을 거친 냉기 또는 온기가 상측으로 이동할 수 있도록 형성시킨 복수개의 지지덕트(32)와, 복수개의 상기 지지덕트(32) 상부에 설치되고, 일측에는 배기팬(35)이 설치되며, 하부에는 상기 배기팬(35)에 의해 상기 배터리랙(BL) 각각에서 이동된 냉기 또는 온기가 외부로 배출되도록 상기 배터리랙(BL) 각각의 위치에 배기홀(33a)을 형성시킨 배기덕트(33)를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
또한 상기 공기이동차단기(50)는, 상기 배기홀(33a) 각각에 설치되어 그 배기홀(33a)을 폐쇄할 수 있도록 형성된 차단판(51)과, 상기 차단판(51)의 폐쇄 방향을 안내하도록 상기 배기덕트(33)에 설치된 가이드레일(52)과, 상기 차단판(51)의 일측이 지지되게 설치되어 상기 배기홀(33a)이 폐쇄되는 방향으로 탄성력을 발휘하도록 형성된 탄성부재(53)와, 상기 탄성부재(53)가 압축된 상태로 상기 차단판(51)의 타측을 지지하여 상기 배기홀(33a)이 개방된 상태를 유지하도록 설치되고, 설정된 위치로 하향 이동 시 상기 차단판(51)이 이동하여 상기 배기홀(33a)을 폐쇄할 수 있도록 형성된 이동홀(54a)이 구비된 지지판(54)과, 상기 지지판(54)의 양측을 지지하여 그 지지판(54)이 하방으로 이동하는 것을 안내하도록 상기 배기덕트(33)에 설치된 지지레일(55)과, 상기 배기덕트(33)에 상기 지지판(33)의 하부를 받쳐 지지하도록 설치되어 화재로 인한 열에 의해 하방으로 구부러지도록 형성된 바이메탈(56)을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 공기조화 및 소화 기능을 기부한 에너지 저장 시스템은 공기조화기에서 공급된 냉기 또는 온기가 에너지 저장 시스템 내에 구비된 다수개의 배터리랙 각각에 공급됨으로써, 에너지 저장 시스템 내부의 공기가 원활하게 순환될 수 있고, 온도 및 습도를 항시 일정하게 유지할 수 있으며, 에너지 저장 시스템 내부의 공기의 순환과 온,습도 유지에 소요되는 전력 소비량을 현저히 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 화재가 발생시에는 공기조화기에서 공급되는 냉기 또는 온기가 발화한 배터리팩이 위치한 배터리랙으로 공급되는 것을 차단함으로써 화재가 신속하게 확산되는 것을 억제할 수 있고, 이와 동시에 다수개의 배터리랙 중에서 화재가 발생한 배터리랙에만 소화약제를 분사함으로써 신속하게 화재를 진압함은 물론 소화설비의 사용 효율성을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 쉘터 내부에 설치된 공기이동안내부와, 그 공기이동안내부에 연결되는 공기조화기를 나타낸 분리사시도,
도 3은 도 1에 대한 정면도,
도 4a 및 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 공기이동차단기에 의해 급기홀 및 배기홀이 차단되는 과정을 정면에서 순차적으로 보인 상태도,
도 5a 및 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 공기이동차단기에 의해 급기홀 및 배기홀이 차단되는 과정을 측면에서 순차적으로 보인 상태도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템은 크게 쉘터(10), 공기조화기(20), 공기이동안내부(30), 소화기(40) 및 공기이동차단기(50)를 포함하여 구성된다.
상기의 쉘터(10)는 복수개의 배터리팩(BP)을 상하로 다단 설치한 배터리랙(BL)이 다수개 수용되도록 이루어진 것이다.
여기서 배터리랙(BL)은 복수개의 배터리팩(BP) 사이는 물론 각각의 배터리팩(BP) 측방에 공기가 이동할 수 있는 공간이 마련되도록 이루어고, 상측에는 배터리팩(BP)에서 발생한 열기를 배터리랙(BL)의 외부로 배출할 수 있는 송풍팬(F)이 구비된 것이 바람직하다.
상기의 공기조화기(20)는 쉘터(10) 내부에 냉기 또는 온기를 공급하도록 설치되어 그 쉘터(10) 내부의 온도 및 습도가 일정하게 유지될 수 있도록 형성된 것이다.
여기서 공기조화기(20)는 쉘터(10) 내부에서 측정된 온도에 따라 냉기 또는 온기의 공급이 제어되도록 이루어지고, 화재가 발생한 것을 감지한 경우에는 공기조화기(20)에 공급되는 전원이 자동으로 차단되도록 이루어진 것이 바람직하다.
이때의 공기조화기(20)는 첨부한 도면에 도시한 것처럼 쉘터(10)의 외부에 설치되도록 이루어진 것일 수 있으나, 냉방 또는 난방을 위한 몸체는 쉘터(10)의 내부에 설치하고 실외기는 쉘터(10)의 외부에 설치하도록 이루어질 수 있다.
상기의 공기이동안내부(30)는 배터리랙(BL) 각각의 하부와 상부에 설치되어 공기조화기에서 공급된 냉기 또는 온기가 이동하고, 그 냉기 또는 온기가 상기 배터리랙 각각을 거치고 난 이후에는 외부에 배출될 수 있도록 형성된 것이다.
이때의 공기이동안내부(30)는 공기조화기(20)에서 생성된 공기가 내부를 이동하여 배터리랙(BL)의 하부에 공급되도록 하는 급기덕트(31)와, 배터리랙(BL)을 거쳐 배출된 공기의 상향 이동을 안내하는 지지덕트(32) 및 지지덕트(32)를 지나 이동한 공기가 쉘터 외부로 배출되도록 하는 배기덕트(33)로 이루어진 것이 바람직하다.
먼저 급기덕트(31)는 다수개의 배터리랙(BL)을 받쳐 지지할 수 있도록 설치된 것으로, 급기덕트(31)의 일측은 공기조화기(20)의 급기구(21)에 연결된다.
또한 급기덕트(31)의 상부에는 각각의 배터리랙이 안착되는 위치마다 급기홀(31a)이 관통되게 형성된 것으로, 이러한 급기홀(31a)은 공기조화기(20)에서 생성된 공기가 각각의 배터리랙 하부에 상향 공급되도록 하는 것이다.
다음으로 지지덕트(32)는 복수개가 구비되어 각각의 배터리랙(BL) 상부에 설치되는 것으로, 배터리랙(BL)의 하부에 공급된 냉기 또는 온기가 배터리랙(BL) 내부를 거쳐 상측으로 배출될 때 그 배출되는 공기의 이동을 안내할 수 있도록 형성된 것이다.
또한 지지덕트(32)는 위와 같이 지지덕트(32)는 배터리랙(BL) 내부를 거친 공기의 상향 이동을 안내하는 역할 뿐만 아니라, 화재 발생 시 후술할 소화기(40) 및 공기이동차단(50)가 최상의 작동 효율을 발휘할 수 있는 공간을 확보하기 위한 것이다.
그 다음으로 배기덕트(33)는 복수개의 지지덕트(32) 상부에 설치되는 것으로, 배기덕트(33)의 일측에는 배기덕트(33) 내부의 공기를 강제로 송풍시켜 외부에 배출시키는 배기팬(35)이 설치된다.
또한 배기덕트(33)의 하부에는 지지덕트(32)가 설치되는 위치마다 배기홀(33a)이 관통되게 형성된 것으로, 이러한 배기홀(33a)은 배터리랙(BL)와 지지덕트(32)를 순차적으로 거쳐 이동한 공기가 배기덕트(33) 내에 이동될 수 있도록 하는 것이다.
상기의 소화기(40)는 공기이동안내부(30) 내에 배터리랙(BL) 각각의 상부에 위치하도록 설치되는 것으로, 이러한 소화기(40)는 각각의 배터리랙(BL) 상부에 하나 또는 둘 이상이 설치될 수 있으며, 화재를 감시 시 화재가 발생한 해당 배터리랙(BL)에 소화약제를 분사할 수 있도록 형성된 것이다.
다시 말해 본 발명의 일실시예에 따른 소화기(40)는, 어느 한 배터리랙(BL)의 위치에서 화재가 발생한 것을 감지하였을 때 공기이동안내부(30)에 설치된 모든 소화기(40)가 동시에 소화약제를 분사하도록 이루어진 것이 아니라, 배터리랙(BL)에서 화재가 발생한 것으로 감지된 위치에 설치된 소화기를 통해서만 소화약제가 분사되도록 이루어진 것이다.
이러한 소화기(40)에서 분사되는 소화약제는 분말 타입으로 이루어진 것이거나, 액체 또는 반액체 상태의 비전도성 물질로 이루어진 것일 수 있다.
상기의 공기이동차단기(50)는 공기이동안내부(30)에 소화기(40)와 인접되게 설치되는 것으로, 배터리랙(BL)에서 발생된 화재를 감지 시 공기조화기(20)에서 공급된 공기가 배터리랙(BL)을 거치고 난 이후 공기이동안내부(30) 내에 이동되는 것을 차단하도록 이루어진 것이다.
다시 말해 본 발명의 일실시예에 따른 공기이동차단기(50)는 배터리랙(BL)에서 화재가 발생한 것으로 감지된 위치에서만 배터리랙(BL)의 공기가 공기이동안내부(30)에 이동하는 것을 차단하도록 이루어진 것이다.
여기서 공기이동차단기(50)는 상기한 공기이동안내부(30)가 급기덕트(31), 지지덕트(32) 및 배기덕트(33)를 포함하여 이루어진 경우, 배기덕트(33)에 형성된 각각의 배기홀(33a)을 개폐하도록 설치되어, 배터리랙(BL)에서 화재가 발생한 경우 해당 배터리랙(BL)의 상부에 위치한 배기홀(33a)을 폐쇄할 수 있도록 형성된 것이 바람직하다.
이때 공기이동차단기(50)는 도 4a 내지 5b와 같이 차단판(51), 가이드레일(52), 탄성부재(53), 지지판(54), 지지레일(55) 및 바이메탈(56)을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
여기서 차단판(51)은 배기홀(33a) 각각에 설치되어 그 배기홀(33a)을 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 형성된 것이고, 가이드레일(52)은 차단판(51)의 개폐 방향을 안내하도록 배기덕트(33)에 배기홀(33a)의 양측으로 위치되게 설치된 것이다.
탄성부재(53)는 차단판(51)의 일측이 지지되게 설치되어 배기홀(33a)이 폐쇄되는 방향으로 탄성력을 발휘하도록 형성된 것으로써, 도 3에 도시한 바와 같이 차단판(51)에 지지되는 측의 반대편에 위치한 탄성부재(53)의 끝단부는 배기홀(33a)의 일측으로 이격된 위치에 별도로 구비된 지지턱(55)에 지지되도록 설치할 수 있으나, 이와는 달리 배기덕트(33) 또는 지지덕트(32)의 내면에 지지되도록 설치할 수 있다.
지지판(54)는 상기 배기홀(33a)이 개방된 상태를 유지하도록 차단판(51)의 타측이 지지되게 설치되는 것으로, 이때의 탄성부재(53)는 배기홀(33a)이 개방된 상태임에 따라 차단판(51)에 의해 압축된 상태가 되고, 이와 같이 압축된 상태의 탄성부재(53)는 차단판(51)이 배기홀(33a)을 폐쇄하는 방향으로 탄성력을 발휘하게 된다.
또한 지지판(54)에는 설정된 위치로 지지판(54)이 하향 이동되었을 때, 차단판(51)이 이동하여 배기홀(33a)을 폐쇄할 수 있도록 이동홀(54a)이 관통되게 형성된다.
지지레일(55)은 배기덕트(33)에 지지판(54)의 양측을 지지하도록 설치되는 것으로, 지지판(54)이 하방으로 이동 시 그 이동을 안내하도록 형성된 것이다.
이때 지지레일(55)에 의해 차단판(51)이 배기홀(33a)을 폐쇄하는 동작이 간섭받지 않도록 하기 위해서는, 지지판(54)의 너비를 지지판(54) 너비보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.
바이메탈(56)은 지지판(54)의 하부를 받쳐 지지하도록 설치되어 화재로 인한 열에 의해 하방으로 구부러지도록 형성된 것이다.
이러한 바이메탈(56)은 열팽창률이 서로 다른 두 개의 금속판을 한데 붙여 온도에 따른 팽창률의 차이를 이용해 어느 한 방향으로 구부러지도록 형성된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 바이메탈(56)은 높은 온도에서 하방으로 구부러지도록 이루어진 것인 만큼, 상부에는 열팽창률이 높은 금속(56a)이 위치되게 설치하고, 하부에는 열팽창률이 낮은 금속(56b)이 위치되게 설치해야 할 것이다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템에 대한 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.
쉘터(10) 내부의 온도가 설정된 온도 보다 높게 측정되는 경우 공기조화기(20)에서는 냉기가 공급되고, 반대로 쉘터(10) 내부의 온도가 설정된 온도 보다 낮게 측정되는 경우 공기조화기(20)에서는 온기가 공급되어, 쉘터 내부의 온도 및 습도가 항시 일정하게 유지된다.
이때 공기조화기(20)에서 공급된 냉기 또는 온기는 배터리랙(BL)의 하부에 위치되게 설치한 공기이동안내부(30)를 이동하여 각각의 배터리랙(BL)에 하부면에 공급되고, 각각의 배터리랙(BL)을 거쳐 상부로 이동한 공기는 배터리랙(BL)의 상부에 위치되게 설치한 공기이동안내부(30)의 내부를 이동하여 쉘터(10)의 외부로 배출된다.
여기서 공기이동안내부(30)가 급기덕트(31), 지지덕트(32) 및 배기덕트(33)로 구성된 경우에는, 공기조화기(20)의 급기구(21)에서 공급된 냉기 또는 온기가 급기덕트(31)의 일측으로 공급되어 급기덕트(31)의 상부면에 형성된 급기홀(21a)을 통해 각각의 배터리랙(BL) 하부면에 공급된다.
급기홀(21a)을 통해 배터리랙(BL)의 하부면에 공급된 냉기 또는 온기는 배터리랙(BL)의 내부를 이동하며 배터리랙(BL)의 온도를 낮추거나 높이는 역할을 함으로써, 쉘터(10) 내부의 온도 및 습도가 일정한 상태를 유지할 수 있게 된다.
배터리랙(BL)을 거쳐 상부로 이동한 공기는 지지덕트(32)를 거쳐 배기덕트(33)에 이동되는데, 이때 배기덕트(33)의 일측에는 배기팬(35)이 설치됨에 따라 배터리랙(BL)의 상부로 이동한 공기가 더욱 신속하고 원활하게 쉘터(10)의 외부로 배출될 수 있는 것이다.
이처럼 하나의 공기조화기(20)에서 공급된 냉기 또는 온기는 배터리랙(BL)의 하부와 상부에 설치된 공기이동안내부(30)를 통해서 각각의 배터리랙(BL)을 거친 후 외부에 배출되도록 이루어짐에 따라, 쉘터(10) 내부의 공기가 지속적으로 순환되어 쉘터(10) 내부의 온도 및 습도를 항시 일정하게 유지할 수 있으므로, 쉘터(10) 내부의 온,습도를 조절하는데 소요되는 에너지를 현저히 절감할 수 있는 것이다.
한편 화재를 감지한 경우에는 각각의 배터리랙(BL) 상부에 설치된 소화기가 화재가 발생한 배터리랙(BL)의 상부에 소화약제를 분사하게 되고, 지지덕트(32)가 구비된 경우에는 각가의 배터리랙(BL)으로부터 충분한 이격거리를 확보하여 소화약제가 더욱 넓은 영역에 고르게 분사됨에 따라 신속하게 화재를 진압할 수 있는 효과가 있다.
더불어 화재 발생 시, 공기조화기(20)의 작동이 정지될 뿐만 아니라, 각각의 배터리랙(BL)의 상측에 설치된 공기이동차단기(50)에 의해 화재의 원인이 된 배터리랙(BL)의 공기가 공기이동안내부(30)의 내부로 이동되지 못하게 차단되어 공기의 공급이 제한된 상태가 되므로, 소화기(40)에서 분사된 소화약제에 의해 신속히 화재가 진압될 수 있을 뿐만 아니라, 주변 배터리랙(BL)으로 화재가 확산되는 것을 효율적으로 차단할 수 있으므로, 소화설비의 사용 효율성을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
이때 공기이동차단기(50)가 차단판(51), 가이드레일(52), 탄성부재(53), 지지판(54), 지지레일(55) 및 바이메탈(56)을 포함하여 구성된 경우를 살펴보면, 먼저 배터리랙(BL)에서 화재가 발생한 경우에는 그 화재로 인한 열에 의해 바이메탈(56)이 하방으로 구부러지게 된다.
바이메탈(56)이 하방으로 구부러질수록 지지판(54)은 지지레일(55)을 따라 하향 이동하게 되고, 지지판(54)에 형성된 이동홀(54a) 역시도 점차 하방으로 위치하게 된다.
이때 지지판(54)이 하향 이동하여 이동홀(54a)의 위치가 차단판(51)의 설치위치와 일치되는 순간이 되면, 지지판(54)에 의해 압축되어 있던 탄성부재(53)가 탄성력을 발휘하며 차단판(51)을 배기홀(33a) 측으로 밀게 되고, 이로 인해 차단판(51)은 이동홀(54a)에 끼워진 상태로 배기홀(33a)을 폐쇄하게 되는 것이다.
이처럼 공기이동차단기(50)가 바이메탈(56)의 열 변형을 이용해 배기홀(33a)을 신속하게 폐쇄하도록 이루어짐으로써, 화재 감지 시 쉘터 내,외부로의 전원공급이 차단되더라도 배기홀(33a)의 폐쇄동작이 정확하게 이루어질 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템은, 공기조화기(20)에서 생성되어 공급된 냉기 또는 온기가 쉘터(10) 내부에 수용된 다수개의 배터리랙(BL) 각각에 공급될 뿐만 아니라, 배터리랙(BL) 각각의 하부에 공급된 공기가 배터리랙(BL)의 내부를 거쳐 상부로 이동한 후에 쉘터(10)의 외부로 배출되도록 이루어짐에 따라, 원활한 공기의 순환은 물론이고 쉘터(10) 내부의 온도 및 습도를 항시 일정하게 유지시킬 수 있는 것이다.
아울러 화재가 발생한 경우에는 공기조화기(20)의 작동은 물론 쉘터(10) 내,외부의 전원이 차단되는데, 이때에도 발화가 시작된 해당 배터리랙(BL)의 상부에 위치한 소화기(40)가 열을 감지하여 소화약제를 분사할 뿐만 아니라, 화재가 발생한 배터리랙(BL)의 상부에 위치한 공기이동차단기(50)가 해당 배터리랙(BL)에서 공기이동안내부(30), 보다 상세하게는 배기홀(33a)을 통해 배기덕트(33) 내에 공기가 이동되지 못하게 차단된다.
이로 인해 화재가 발생한 배터리랙(BL)의 불을 신속하게 진압할 수 있음은 물론이고, 주변 배터리랙(BL)으로 화재가 확산되는 것을 효율적으로 방지할 수 있어, 소화 설비의 사용 효율성을 극대화시킬 수 있는 것이다.
BP : 배터리팩 BL : 배터리랙
F : 송풍팬
10 : 쉘터
20 : 공기조화기 21 : 급기구
30 : 공기이동안내부 31 : 급기덕트
31a : 급기홀 32 : 지지덕트
33 : 배기덕트 33a : 배기홀
35 : 배기팬
40 : 소화기
50 : 공기이동차단기 51 : 차단판
52 : 가이드레일 53 : 탄성부재
54 : 지지판 54a : 이동홀
55 : 지지레일 56 : 바이메탈

Claims (3)

  1. 복수개의 배터리팩(BP)을 상하로 다단 설치한 배터리랙(BL)이 다수개 수용되는 쉘터(10)와, 상기 쉘터(10) 내부에 냉기 또는 온기를 공급하여 일정한 온도 및 습도를 유지하도록 설치된 공기조화기(20)와, 상기 배터리랙(BL) 각각의 하부와 상부에 설치되어 상기 공기조화기(20)에서 공급된 냉기 또는 온기가 이동하여 상기 배터리랙(BL) 각각을 거치고 난 이후 외부에 배출되도록 형성된 공기이동안내부(30)와, 상기 공기이동안내부(30)의 상측 내부에 복수개가 설치되어 화재를 감지 시 화재가 발생한 해당 배터리랙(BL)에 소화약제를 분사하도록 형성된 소화기(40)와, 상기 소화기(40)에 인접하도록 상기 공기이동안내부(30)에 설치되어 상기 배터리랙(BL)에서 발생된 화재를 감지 시 해당 배터리랙(BL)의 공기가 상기 공기이동안내부(30)에 이동하는 것을 차단하도록 형성된 공기이동차단기(50)를 포함하여 구성된 것으로,
    상기 공기이동안내부(30)는,
    다수개의 상기 배터리랙(BL)을 받쳐 지지하도록 설치되고, 일측은 상기 공기조화기(20)의 급기구(21)에 연결되게 설치되며, 상부에는 상기 공기조화기(20)에서 생성된 냉기 또는 온기가 상기 배터리랙(BL) 각각의 하부에 공급되도록 상기 배터리랙(BL) 각각의 위치에 급기홀(31a)을 형성시킨 급기덕트(31)와,
    상기 배터리랙(BL) 각각의 상부에 설치되어 상기 배터리랙(BL)을 거친 냉기 또는 온기가 상측으로 이동할 수 있도록 형성시킨 복수개의 지지덕트(32)와,
    복수개의 상기 지지덕트(32) 상부에 설치되고, 일측에는 배기팬(35)이 설치되며, 하부에는 상기 배기팬(35)에 의해 상기 배터리랙(BL) 각각에서 이동된 냉기 또는 온기가 외부로 배출되도록 상기 배터리랙(BL) 각각의 위치에 배기홀(33a)을 형성시킨 배기덕트(33)를 포함하여 구성되고,
    상기 공기이동차단기(50)는,
    상기 배기홀(33a) 각각에 설치되어 그 배기홀(33a)을 폐쇄할 수 있도록 형성된 차단판(51)과,
    상기 차단판(51)의 폐쇄 방향을 안내하도록 상기 배기덕트(33)에 설치된 가이드레일(52)과,
    상기 차단판(51)의 일측이 지지되게 설치되어 상기 배기홀(33a)이 폐쇄되는 방향으로 탄성력을 발휘하도록 형성된 탄성부재(53)와,
    상기 탄성부재(53)가 압축된 상태로 상기 차단판(51)의 타측을 지지하여 상기 배기홀(33a)이 개방된 상태를 유지하도록 설치되고, 설정된 위치로 하향 이동 시 상기 차단판(51)이 이동하여 상기 배기홀(33a)을 폐쇄할 수 있도록 형성된 이동홀(54a)이 구비된 지지판(54)과,
    상기 지지판(54)의 양측을 지지하여 그 지지판(54)이 하방으로 이동하는 것을 안내하도록 상기 배기덕트(33)에 설치된 지지레일(55)과,
    상기 배기덕트(33)에 상기 지지판(54)의 하부를 받쳐 지지하도록 설치되어 화재로 인한 열에 의해 하방으로 구부러지도록 형성된 바이메탈(56)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화 및 소화 기능을 구비한 에너지 저장 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101918022B1 (ko) 2018-08-29 2018-11-13 (주)대은 공조 및 소화 기능을 포함하는 ess시스템

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